商用車主動(dòng)空氣座椅懸架的建模與仿真研究.pdf

1、隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，汽車的乘坐舒適性引起人們?cè)絹?lái)越多的重視。座椅懸架作為連接人體與車輛的減震系統(tǒng)，其減震性能直接影響到駕駛員的身體健康及駕駛狀態(tài)。尤其對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間駕駛車輛的商用車駕駛員而言，汽車乘坐舒適性尤為重要。經(jīng)研究表明，主動(dòng)座椅懸架是解決振動(dòng)問題最有效也是最根本的方式。裝有空氣彈簧的主動(dòng)空氣座椅懸架能夠有效的提高汽車的乘坐舒適性，對(duì)于駕駛員的身體健康，安全的駕駛狀態(tài)具有重要意義。商用載貨車在行駛過(guò)程中，“路面—車輛—人體”構(gòu)成了

2、多自由度復(fù)雜的振動(dòng)系統(tǒng)，本文將主動(dòng)空氣座椅懸架系統(tǒng)匹配到整車減震系統(tǒng)中來(lái)研究，所做工作如下:
　　 (1)研究了空氣彈簧特性，并通過(guò)空氣彈簧實(shí)驗(yàn)對(duì)其剛度特性有了深入了解。研究了主動(dòng)控制空氣彈簧的充放氣特性，并在此基礎(chǔ)上建立了空氣座椅懸架物理模型。
　　 (2)建立了路面譜模型，通過(guò)牛頓定律建立了四自由度1/4車輛與七自由度1/2車輛主動(dòng)空氣座椅懸架模型。并且通過(guò)對(duì)比兩組模型頻率響應(yīng)特性驗(yàn)證了建模思路的正確性。
　　

3、 (3)介紹最優(yōu)控制理論，設(shè)計(jì)了四自由度與七自由度主動(dòng)空氣座椅懸架最優(yōu)控制器。調(diào)用Matlab工具箱中相關(guān)函數(shù)得出空氣座椅懸架在最優(yōu)控制下座椅加速度、座椅懸架動(dòng)行程等評(píng)價(jià)指標(biāo)的時(shí)域及頻域響應(yīng)曲線，并統(tǒng)計(jì)了乘坐舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)的均方根值。通過(guò)仿真分析證明，相比于被動(dòng)空氣座椅懸架，主動(dòng)空氣座椅懸架能夠有效降低座椅傳遞到人體的總加權(quán)加速度，在提高汽車乘坐舒適性方面具有優(yōu)勢(shì)。
　　 (4)建立整車十二自由度主動(dòng)空氣座椅懸架模型，并設(shè)計(jì)最

4、優(yōu)控制器，將主動(dòng)空氣座椅懸架匹配到整車懸架中，研究經(jīng)懸架及駕駛室懸掛后，主動(dòng)座椅懸架對(duì)振動(dòng)的衰減效果，通過(guò)Matlab仿真分析結(jié)果表明，在整車模型中，主動(dòng)空氣座椅懸架能夠在降低座椅加速度同時(shí)對(duì)駕駛室的俯仰角加速度有一定的衰減作用。
　　 (5)主動(dòng)空氣座椅懸架的技術(shù)核心是其控制策略，控制策略的選取及調(diào)整對(duì)主動(dòng)空氣座椅懸架的性能有著重要影響。本文介紹了PID控制器及模糊控制器原理，并且結(jié)合兩種控制器的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)了整車主動(dòng)空氣座椅懸架